CN117168147A - 一种工业硅生产中启炉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业硅生产中启炉的方法，属于冶金及能源技术领域，采用坐烧启炉方法，电烘前期采用焙烧方式，使炉衬均匀升温，从而排出内水；电烘后期采用坐烧方式，进行焙烧电极，当电极焙烧完成后进行投料生产；电烘炉过程中需要的热量来自于电阻热和电弧热，电炉在烘炉过程中热量来源于电极和炉底铺设的阳极碳块的电阻热、传导热和辐射热；本发明方法能够缩短启炉时间，且运行平稳。
Description
技术领域
本发明属于冶金及能源技术领域，具体涉及一种工业硅生产中启炉的方法。
背景技术
工业硅生产是将硅石和碳质还原剂混合送往矿热炉内，通过带电电极击穿反应物料引弧产生高温使二氧化硅和碳发生氧化还原反应生成。在启炉时需要将炉衬内水及外水通过烘炉方式去除，并将炉底和炉衬温度升高到一定程度后投料生产。
目前启炉工艺中包括柴烘、电烘及投料冶炼生产程序，采用的全明弧烘炉，烘炉结束后明弧投料，投料后焙烧电极，此方法二次电压提升慢、炉温上升慢、耗时长、容易涨炉底，从投料至出炉需48小时；现有的启炉工艺启炉时间长，成本高，还容易出现电极氧化、裂缝、掉块等现象，给后续投料冶炼生产带来困难。
发明内容
本发明提供了一种工业硅生产中启炉的方法，采用坐烧启炉方法，能够缩短启炉时间，且运行平稳。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种工业硅生产中启炉的方法，包括以下步骤：
（1）柴烘后清理炉底灰烬，炉底铺设阳极碳块，电极位置处于下限位，与碳块接触；
（2）采用焙烧方式，使炉衬均匀升温，从而排出内水；
（3）采用坐烧方式焙烧电极，电极焙烧完成后投料生产。
以上所述步骤中，所述阳极碳块不低于300mm厚、1400mm宽；步骤(2)采用明弧方式焙烧，根据偏弧情况加入碳块到电极下方；步骤(3)采用埋弧方式焙烧电极；步骤(2)和步骤(3)的焙烧按照送电制度执行，温度达到1200℃可投料生产。
有益效果：本发明提供了一种工业硅生产中启炉的方法，采用坐烧启炉方法，电烘前期采用焙烧方式，使炉衬均匀升温，从而排出内水；电烘后期采用坐烧方式，进行焙烧电极，当电极焙烧完成后进行投料生产，采用坐烧电极不放弧方式加料，加料后二次电压提升快、炉温上升快，投料后24小时内就可出炉、产量上升快、出炉第二天产量可以达到40吨上；与现有技术中的启炉工艺相比，本发明方法具有烘炉周期短、运行平稳的优点。
附图说明
图1为本发明实施例中电极和阳极碳块位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
一种工业硅生产中启炉的方法，具体包括以下步骤；
（1）柴烘炉温度400~450℃，柴烘后清理炉底灰烬，炉底极心圆一圈铺设不低于300mm厚、宽为1400mm的阳极碳块，电极位置基本处于下限位；
（2）送电烘炉第1-4班次（四班三倒，每班工作8小时），送电60分钟，停电60分钟，间歇性送电烘炉，送电期间采用明弧方式，并根据偏弧情况加入碳块到电极下方，防止电极弧光吃到炉底或跑弧，致使炉内受热不均匀；
（3）送电烘炉第5-7班次，送电90分钟，停电30分钟，间歇性送电烘炉，送电期间采用明弧方式，并根据偏弧情况加入碳块到电极下方，防止电极弧光吃到炉底或跑弧，致使炉内受热不均匀；
（4）送电烘炉第8-9班次，送电120分钟，停电20分钟，间歇性送电烘炉，送电期间采用明弧方式，并根据偏弧情况加入碳块到电极下方，防止电极弧光吃到炉底或跑弧，致使炉内受热不均匀；
（5）送电烘炉第10-12班次，连续送电烘炉，送电期间采用明弧方式，每隔三小时提升电极断开电弧，观察并加入适量碳块，确保炉底碳砖不受到损坏；
（6）送电烘炉第13-16班次，连续送电烘炉，送电期间电极位置降至最低，埋弧方式焙烧电极，在此期间不再补充碳块，当送电量达到35-40万kw，电烘温度达到1200℃，进行投料操作；
（7）投料时电极位置保持不动，继续坐烧2-4小时后提升电极，明弧生产。
下面将上述方法中的电烘炉送电制度加以说明：
表1 电烘炉送电制度表
电烘炉过程中需要的热量来自于电阻热和电弧热，电炉在烘炉过程中热量来源于电极和炉底铺设的阳极碳块的电阻热、传导热和辐射热；上述热源中在烘炉前期电流通过碳块和电极产生电阻热是主要的，烘炉后期电流通过电极和碳块产生的电阻热和电弧热是主要的，总之烘炉过程是由电流所决定的，根据焦耳楞次定律:Q=I 2 Rt其中Q指热量、单位是焦耳（J），I指电流、单位是安培（A），R指电阻、单位是欧姆（Ω），t指时间、单位是秒（s）。烘炉前期电流通过碳块所产生的电阻热，足以驱赶出电炉切成所用的碳砖间隙中的电极糊和碳砖孔隙中的全部水分及挥发分，熔化电极糊并将碳砖与电极糊焙烧为一个整体，并逐步提升炉底和炉壁耐火材料的温度；同时电流通过电极产生的电阻热加热电极并使电极温度逐步均衡平稳升高，为电流的进一步增升消除热应力集中；烘炉后期，电流通过电极和碳块电阻产生的电阻热和电弧光辐射热经热传导使炉衬温度逐步达到硅石的碳热还原温度，启炉送电时电极能够承载变压器输出的电流，电炉变压器输出的电流全部由电极输入炉膛内，根据电极生产企业提供的参数，使用的石墨电极的电阻率为10μΩ·m，根据焦耳楞次定律得出上述送电制度的合理性，石墨电极横断面电流密度可达17 A/cm，根据提供的参数，确定电极电流增升的速度。
以上仅是本发明的优选实施例，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (9)
1.一种工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）柴烘后清理炉底灰烬，炉底铺设阳极碳块，电极位置基本处于下限位，与碳块接触；
（2）采用焙烧方式，使炉衬均匀升温，从而排出内水；
（3）采用坐烧方式焙烧电极，电极焙烧完成后投料生产。
2.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，所述阳极碳块不低于300mm厚。
3.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，柴烘温度为400~450℃。
4.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，步骤(2)采用明弧方式焙烧。
5.根据权利要求4所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，根据偏弧情况加入碳块到电极下方。
6.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，步骤(3)采用埋弧方式焙烧电极。
7.根据权利要求6所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，焙烧电极期间不再补充碳块。
8.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，在烘炉过程中热量来源于阳极碳块和电极的电阻热、传导热和辐射热。
9.根据权利要求1所述的工业硅生产中启炉的方法，其特征在于，步骤(3)中电烘温度达到1200℃进行投料。
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